遥感技术在考古中的应用范文

关键词：遥感技术；大气环境；水环境；生态环境；环境监测

通过运用遥感监测技术，我们能够很好的应对过去监测工作中遇到的难题，比如时空阻隔，无法体现整体，费用过高等等，由于当前的生态不断恶化，此时高速全面的遥感工艺已然成为了我们最常使用的监测措施。

1遥感技术概述

1.1遥感的概念

所谓的遥感技术，具体的说是一类借助物体反射电磁波，来实现远程监测目的的一种技术。其借助观测设备，利用各种物体的独特光谱性能来实现观测目的，获取有价值的内容。

1.2遥感的分类

（1）如果按照探测波段来区分的话，我们可把其划分为：紫外遥感、可见光、红外遥感、微波遥感。（2）如果按照搭载设备的平台来划分的话，我们可以把其分成：航天遥感技术、航空遥感技术和地面遥感技术。（3）如果按照传感设备的运行形式来区分的话，我们可以把其分成：主动式遥感技术、被动式遥感技术。

2遥感工艺在环境监测中的意义

2.1监测区间宽，综合全面

如果只是从地表观测的话，我们能获取的信息非常少，但是如果使用遥感设备从卫星上拍摄的话，很显然获取的信息非常全面，而且更加真实。该技术可以从总体上观测环境，确保监测工作朝着立体化方向发展，具有区间宽，综合性强的特点。

2.2高效快速

因为该项技术使用的飞行装置都是非常先进的，因此它能够以较快的速率获取所需的资料，所以能够提升工作效率。而且，信息的传递是借助电子光学设备来完成的，所以其更加的现代化，便于我们更好的创建数据模型。此时我们国家的信息总数较之于一般措施获取的信息总数要多很多。

2.3措施众多，工艺优秀

该技术能够用来监测普通方法无法监测的区域，比如荒漠以及冰川等区域。借助该技术我们还能够获取红外等不同波段的数据。不仅可以使用摄像措施获取资料，而且还能够通过扫描方式获取所需内容。

2.4速度快，时间短

对于固定的地区能够多次成像，可以获得最精准的动态信息。

3具体应用情况

3.1用来监测大气情况

借助激光以及电脑等先进科技，明确大气信号的传播特点，以及不一样的大气状态之中的信号的具体特点，得到遥感方程式，进而完善有关的理论。由于大气成分在不同的波段吸收电磁波的情况不一样，所以我们可以分别测试各个组分的情况。

目前我们国家已经开始使用该项技术开展环境污染治理工作，其中监测的重点有如下几方面：第一，借助遥感技术，监测大气污染。第二，通过分析遥感图像体现出的植被变化特点，明确污染情况，比如污染的存在区域以及程度和变化特点等。第三，和地表采样获取的信息比对综合，建立完善的定量体系。第四，借助飞机携带监测装置，在污染区域的上方获取样本，进而加以处理。

3.2用来监测水体情况

对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础，洁净水能够很好的吸收光，它的反射率不高。所以，此类水在遥感图像是色泽较暗。综合考虑空间、时间、光谱分辨率和数据可获得性，landsat8数据是目前水质监测中最有用，也是使用最广泛的多光谱遥感数据。此外，SPOT卫星的HRV数据、IRS-1C卫星数据和气象NOAA的AVHRR数据以及中巴资源卫星数据也有一定的应用。水质遥感监测研究的内容包括：水体浊度、叶绿素、油污染、热污染、有色可溶性有机污染物等，其中在水体浊度和叶绿素的定量监测方面已比较成熟。

3.3用来监测生态情况

生态环境监测又称生态监测，是环境生态建设的技术保证和支持体系。生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。它可以被用来测定较广阔区间的土地使用状态，同时还可以调查大规模的生态污染问题。

3.3.1分析土地使用情况

遥感技术在土地利用监测中的应用，早在1960年国外就利用TIROS和NOAA卫星数据通过制备指数来研究土地利用和土壤覆盖变化。最近几年，很多国家都开始使用遥感技术来分析土地资源，特别是土地分类工作方面利用的更是频繁。

3.3.2辅助开展生态调查工作

众所周知，植物能够反映出一个区域的环境状况。而且它还可以体现出所在区域的土壤以及水文等特征。借助遥感技术，我们能够获取植物特点。由于当前的传感设备的性能不断提升，加之处理工艺不断完善，此时像是植被的成分以及数量等等的特性都可以借助放射数据来明确。NOAA气象卫星数据的优点非常明显，比如分辨率极高，而且所需的费用不多，不会受到外在天气干扰，因此被大量的用到植被监测工作之中。

3.3.3调查生态污染情况

最近几年，由于群众生活水平提升，此时垃圾数量也在增加，这就在无形之中导致了严重的生态污染问题，而借助遥感技术，我们能够测试到垃圾的放置情况以及数量等等，这样便于我们更好的处理。遥感监测固体废物的堆置对图像空间分辨率的要求比较高，需达到3～10m的水平。

4发展方向

4.1遥感技术层面

（1）遥感影像获取技术方面，随着高性能新型传感器的研发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。热红外遥感技术会得到更广泛的应用。雷达遥感工艺的特点较为显著，比如它能够全天性的获取信息，而且有着强大的穿透性，所以被大量的使用。建立以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统。（2）遥感信息模型的发展方面，遥感信息机理模型的发展和拓宽，特别是不确定性遥感信息模型与人工智能决策支持系统的开发与综合应用也将是一个重要研究和应用方向。（3）遥感数据共享方面，积极发挥出国际卫星体系的优点，认真开展交流与沟通活动，确保从时空层面上加以互补。

4.2与环境监测结合层面

（1）积极发展监测技术，切实发挥出当前监测的作用，将遥感工艺和地表监测措施结合到一起，完善当前的监测体系。（2）开发集成GPS，RS，GIS，ES于一体、适合环境保护领域应用的综合多功能型的遥感信息技术。

4.3不同环境要素层面

（1）大气环境遥感的定量化、集成化、系统化和全球化；大气环境的主动和被动式卫星遥感一体化。（2）利用新型遥感数据进行水质定量监测，形成一个标准化的水安全定量遥感监测体系，由于水体类型不一样，可以建立对应的反演算措施；提升监测的精确性；开展监测模型研究工作；发挥出“3S”科技的优点。

参考文献

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遥感技术在考古中的应用范文篇2

【关键词】手工测量；测绘技术

一、古建筑测绘技术方法

在古建筑的测绘工作中，传统的手工测量实际就是将大部分的测量工作变为距离测量，主要利用卷尺进行简易的高程测量和距离测量，通过距离交会法和直角坐标法对古建筑进行平面定位。而现在，各种现代化的技术也相继出现，主要有以下几种：

1、电子全站仪。这是集对古建筑的距离测量、高差测量和角度测量于一体的一种测量设备，它的基本功能是测量古建筑的竖直角、水平角和斜距，并且可以借助固化软件，组成多种测量的功能，比如，可以显示并计算古建筑的三维坐标，即高差、平距和镜站点，并且进行悬高测量、对边测量、偏心测量和面积计算等。在单体的古建筑测量过程中，可以采用免棱镜全站仪中的对边测量或悬高测量等。

2、遥感影像处理技术

遥感的基本原理：一切物体，都具有向外反射、辐射电磁波的特点，由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此他们对入射光的反射率也不同，遥感就是根据这个原理来探测目标对象反射和发射的电磁波，获取目标的信息，通过计算机或者目视解译完成远距离物体识别的技术。

遥感影像处理技术作为一种快速、高效、经济的数据获取手段，在古建筑测绘中，利用卫星遥感或者航空遥感，获取古建筑遗迹的影像资料，运用计算机图形图像处理技术对这些影像进行增强和处理。同时，根据古建筑遗址范围内的地面现状和光谱成像的规律等相互关系，对影像的色调、纹理、图案及其时空分布规律进行研究，制作大范围，大场景的影像地图，提供不同尺度的空间数据模型，判定遗迹或建筑的位置、分布等特征，进行遗址探查、测量等。目前，高精度的卫星遥感影像的地面分辨率已达到50cm，航空遥感影像的精度已可以达到10cm，在对精度要求不高的情况下可进行相关测绘（例如可进行长城的地形测绘工作）。而对于规模较小，场景范围有限的古建筑，近景摄影测量便凸显出优势。

4、三维激光扫描技术

三维激光扫描仪是将无合作目标激光测距仪与角度测量系统组合的一种自动化快速测量系统。激光扫描仪获取的点数据一般均匀分布于研究对象的表面。

由于古建筑结构自身的特点，建筑内部光线条件较差、场地狭窄的部位较多，摄影测量则会因为光线不足或场地限制受影响，而激光扫描仪就会表现出较高适应性。古代建筑结构和布局上呈现分层错落的特点，摄影测量技术对于分层感较大的建筑结构信息提取和解译工作不理想，而激光扫描仪则可以灵活选取观测位置，尽可能详尽的扫描因分层、遮挡的结构或建筑。

古建筑研究工作需要完整记录主要建筑结构信息、附属构件信息，通过对激光扫描获取的数据建模可以完整提供各种建筑本体几何信息。通过拍摄建筑结构或构件影像，利用3DMAX等软件可以对模型进行纹理材质的贴赋。带有丰富表面纹理特征的构件模型可以作为电子文献记录等基础性资料存入数据库。

二、古建筑测绘各种技术与方法探析

古建筑测绘是保护、发掘、整理和利用古代优秀建筑遗产的基础环节，为建筑遗产保护提供科学记录的档案，使保护工作科学、有效地进行，同时又为建筑历史与理论研究、建筑史教学提供翔实的基础资料，为继承发扬传统建筑文化、探索有中国特色的现代建筑创作提供借鉴。

从古建筑测绘上述概念出发，其工程目的其实质就是真实客观地反映古建筑的原貌，为古建筑提供详尽、系统的资料，作为技术档案保存，为日后的修复、重建提供可靠的资料，同时为研究一个国家、民族或地区的建筑群的传统、特征、特点提供详尽可靠的资料，按照需要测制不同比例尺的平面图、侧面图及等值图等，是保护、发掘、整理和利用古代建筑遗产的基础环节，可为建筑历史与理论研究、建筑史教学提供翔实的基础资料，可为继承发扬传统建筑文化、探索有中国特色的现代化建筑创作提供借鉴。我们如果从测绘学的角度真实客观地反映古建筑的原貌，往往不会考虑工程目的深层次意义，可能造成古建筑测绘工程目的部分流失，所以要更多地是从建筑学的角度来要求测绘内容。

古建筑测绘中手工测量实质上是把大多数测量问题都转化为距离测量，主要利用卷尺进行距离测量和简易高程测量，通过直角坐标法或距离交会法进行平面定位。电子全站仪是集距离测量、角度测量、高差测量于一体的测量设备。全站仪的基本功能是测量水平角、竖直角和斜距，借助于内固化软件，可以组成多种测量功能，如可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。在单体建筑测量中可用免棱镜全站仪的悬高测量、对边测量等功能。数字近景摄影测量方法是由摄影机拍摄的数字影像为基础，通过计算机分析与处理，获取数字图形和数字影像的摄影测量技术。

在古建筑测绘中，利用数字近景摄影测量技术，采用人机协调策略在电脑上还原三维立体模型，可以借以精确描述古建筑复杂的几何变化。三维激光扫描系统方法主要由三维激光扫描仪和系统软件组成，在获取空间信息方面提供了一种全新的技术手段，使传统的单点采集数据变为连续自动获取数据，从而提高了测量的效率；它还具有测量精度高、全天候、多方位、无需布控制等优点，在快速获取三维数据并建立三维立体模型方面有着无可比拟的优越性。根据工程实施的目的要求，这两种方法由模型可生成立面图、平面图、等值图、投影图、透视图等，可为古建筑测绘成果的数字化进而最终建立古建筑保护工程管理系统，提供高效的管理、查询与分析功能。

从古建筑测绘的工程目的出发，我们应尽可能地采用数字近景摄影测量方法和三维激光扫描系统方法测绘古建筑图件，它对于古代建筑的保护、维修或重建工程是最合适和最理想的方法，也是其它方法所无法替代的。是古建筑测绘实践应提倡的方法。如果我们不仅仅重视测绘的结果，还更重视测绘的过程、重视对古建筑设计的体念，就应该采用手工测量方法更为合适，但应加入免棱镜全站仪测量技术，主要是全站仪对边测量技术、悬高测量技术等，可以对一些手工难以量测的部位进行快速测量，从而提高作业效率。在工程实施中，应吸收有测绘类与建筑类经历的人共同参加古建筑测绘工作，同时还要求有测绘背景的人有一定的建筑知识、有建筑背景的人有一定的测绘知识，并根据工程规模的大小采用相应的测绘技术方法，才能满足古建筑测绘的目的与要求，从而取得良好的工程实施效益。

综上所述，基于古建筑测绘工作的最终目的，我们要尽可能多的采用较为现代化的测绘技术手段，如近景摄影测量的方法、三位激光扫描等，更好的测绘古建筑的图件，更好进行古建筑的维修、保护或者是重建，在测绘工作过程中，还要吸收有相关教育和经验的人一起进行测绘工作，根据实际古建筑的规模，采取相对应的技术方法，满足古建筑测绘的要求和目的，从而获得良好的工程效益。

参考文献：

遥感技术在考古中的应用范文

关键词：铜仁地区；大生态；林业遥感；研究动向；区域协调发展

中图分类号：P237

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）10020504

1引言

森林是陆地生态系统的主体，其广泛的地表分布与复杂的林间结构，为多种生物栖息提供了良好的环境，维护着生态系统的安全与稳定。与森林有关的林木参数、环境要素、干扰等因子共同指向森林生态系统的演替、健康与安全，因此相关森林生态系统参数的获取十分重要。遥感可以多时相、大尺度对地进行观测，海量数据的利用有助于对生态环境状况进行综合分析。

铜仁地区森林资源十分丰富，在维护自然生态平衡中起着重要作用，良好的森林植被是铜仁地区的生态品牌、最突出的生态优势[1，2]。但铜仁地区森林生态系统仍十分脆弱，需要加强保护[3，4]。丰富的资源与脆弱的生态系统，亟需要获取相关的森林生态系统参数，用以突显地方特色和进行生态保护。

笔者总结了遥感在林业环境信息化中可供应用的技术范畴，分析了阻碍林业遥感快速发展的原因，提出了在大生态背景下，铜仁地区遥感技术应用应关注的研究方向与研究内容，用以深入开展遥感研究，充分利用遥感技术，为生产实践、区域吸引力提高提供科学支撑与方法，进一步利用遥感大数据，分析森林资源响应环境变化，为维护区域生态系统安全与稳定提供数据决策，促进区域社会与环境协调健康发展。

2林业遥感技术的应用

2.1技术产品

利用图像处理技术，可获取的林业遥感产品包括：二、三维电子影像产品，纸质影像产品，地形图产品，林相图产品，郁闭度、密度、植被指数产品，地表反射率产品，温度、湿度、负离子浓度反演产品，资源动态监测产品，灾害监测产品等[5，6]。此外，还可研发可视化的林业遥感参数数据库产品[7]。

2.2森林参数反演

利用影像与野外实测值建立关系模型，可对森林的温度、湿度、空气负离子含量、叶面积指数、冠幅、郁闭度、密度、胸径、蓄积量、碳储量等进行反演[8～12]。在分类基础上，基于地理坐标信息确定不同林地类型的面积[13]。利用摄影测量方法测定个体树高，利用影像光谱信息、纹理信息，结合常规分类方法（最大似然、支持向量机、随机森林等）确定森林类型、树种类型，经影像分类或野外实测GPS坐标等方法确定林木的位置分布等[14～16]。

2.3动态监测

采用不同时相的数据源，经特定信息提取，对土地的石漠化、荒漠化、沙化程度M行监测；影像对比分析，对土地利用现状进行监测[17]；提取湿地信息，经过不同时相数据源的叠加分析，可对湿地资源进行监测[18]；分析多时相影像，对林业生态工程建设成效进行监测[19]；对灾害（雪灾、火灾、水灾、地质灾害、病虫害）进行监测。监测中，根据遥感提供的技术方法，确定监测对象的原貌、现状、动态过程及发展趋势，为生态恢复或建设成效评价提供决策与分析依据[20]。

2.4生物多样性空间信息共享

利用不同时空尺度的遥感观测数据通过定量反演等方法，可以获取许多与生物多样性有关的环境变量，例如：NDVI、地表温度、大气水分、土壤湿度等，这些环境变量可以为生态学家提供参考[21，22]。在对生物多样性监测指标体系模型中的环境变量进行分析时，利用地理信息系统可以将这些因素根据时空的变化统一在一起，通过其强大的空间分析功能，从空间的维度，挖掘生物多样性信息隐含的空间规律，为生物多样性的信息共享提供新的途径与技术支持，提高生物多样性领域的空间信息共享和服务水平[23，24]。

3阻碍林业信息化发展的原因

遥感技术在林业信息化进程中具有广阔的舞台，但从目前的研究中可以看出，有许多需要通过遥感技术来解决的实际林业问题容易被搁浅，导致遥感技术在林业中的应用与大众的期望存在很大的差距。

3.1数据价格问题

阻碍遥感研究的其中一个壁垒是价格因素。来自中国遥感数据网的资料显示，低分辨率的遥感卫星影像每景的价格上千元，而1m高分辨率的遥感卫星影像每景的价格高达数万元，这样昂贵的价位使庞大的民用市场潜力难以发挥。遥感数据价格较贵，针对大尺度、多时相的研究，投入成本太大，影响相关研究，因此，在我国，遥感应用主要局限在公共事业部门和科研机构，遥感数据利用率、共享率和商业化水平较低[25，26]。

3.2图像信息提取不易

由于遥感数据空间分辨率、光谱分辨率低及传感器在光谱、空间分辨率方面二者不能兼顾的问题，以及地物间同物异谱、异物同谱现象的存在，目前基于像元、基于对象的计算机自动分类方法很难实现对森林树种的识别。因此，在特定地物信息提取中，遥感技术还不能完全解决所有问题，存在技术瓶颈问题，为研究人员解决实际问题带来困扰，也提出了巨大挑战，在相当长一段时间内会制约着确切地物类型的识别[27～29]，比如森林树种分类。

3.3自然因素导致影像不可获取

由于我国南方地区多云雨天气，阴天数比例过高，卫星过境扫描成像时会受到云层的干扰，想要获取特定时相遥感数据的机会大大降低。研究中，特定森林参数提取可能需要多时相的影像数据，但由于某期影像被云全覆盖或云的比例过高而不能使用，这样特定的森林参数就无法被提取，好的实验设计不能被执行，无法实现区域环境遥感监测，妨碍了专家学者通过遥感技术对森林环境进行深入研究。

3.4其他因素

地区经济发展水平落后、研究人员的科研技术落后、创新理念薄弱、科研投入不足、科研管理等问题与原因都会导致林业信息化进程变缓，甚至停止不前。

4森林环境遥感研究动向

林业遥感研究一方面要注重生态功能，研究结果要有利于保持区域生态环境的平衡稳定与安全；另一方面要突出特色，研究结果可展示区域环境魅力，增加旅游吸引力，促进区域社会经济的发展；更重要的是通过整合多源大数据信息，对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行研究，建立多学科遥感指标体系，通过模型预测区域生态环境的时空分布特征，为决策者利用自然资源、保护自然资源提供基础数据，促进人与自然和谐发展。

4.1特定信息提取

树种的识别是林业遥感尚未解决的科学难题之一，亟需深入研究。铜仁地区森林资源丰富，可采用高分辨影像进行分类试验；另外对于珍贵的古树名木（古茶树、菩提树、楠木、红豆杉等）、珍稀濒危树种（银杏、珙桐等）、外来种等林木也要进行遥感识别研究，建立档案数据，实施长期监测，避免外来物种胁迫，致使当地物种灭绝。

通过遥感手段识别树种，确定特定树种的空间分布，进行动态监测，除了可以有力推进解决遥感技术识别树种的问题，还可减轻森林资源调查的工作量，具有重要的理论与现实意义[30，31]。

4.2遥感监测

我国南方较容易发生的灾害有雪灾、水灾、地质灾害、病虫害等，这些灾害破坏森林环境，严重威胁着人民的生命财产安全，阻碍社会经济的可持续发展。通过遥感方法，准确预报灾害，实时监控灾情发展，为灾害的防控提供强有力的支持，也是环境遥感需持续研究与解决的重大问题。可从下面一些方向展开研究：利用遥感图像编制地质灾害分布图；研究识别不同遥感图像下不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流的方法；三维建模模拟分析、雷达数据分析，监测水灾、滑坡活动可能达到的程度；建立遥感快速辨别森林病虫害监测的体系等。

4.3环境要素遥感反演

对区域环境中的温度、湿度、空气负离子浓度等进行遥感反演，分析其时空分布与动态变化，生成遥感影像产品或动画影片。以科学研究结果为依据，分析确定最适宜于人体养生养心的温度、湿度与负氧离子浓度分布区，通过媒体宣传，增强科普力度，彰显区域特色，提高旅游吸引力[32，33]，引导游客进行养心养生旅游，有利于人们的身心健康，同时也有助力地方经济的发展。

4.4多元数据的整合与应用

应用遥感机理结合环境变化的模型算法分析人类活动对区域气候变化的影响；利用RS与GIS相结合的生态环境分析模型分析人类活动、气候自然变化双重因素对生态环境的影响；应用“3S”技术，对因大型环境工程而受损的生态环境进行恢复和重建，模拟过程，评价结果。

通过对多源信息区域陆表生态过程响应因子的多学科理解与知识发现，以遥感信息提取和模型建立为基础，建立多学科的遥感指标研究体系，对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行分析，研究区域生态环境时空分布特征及其动态变化。

研l可视化的遥感产品，建立多时相区域林业遥感参数数据库，实现区域环境动态分析，预警环境变化。通过利用遥感的监测数据与其他环境要素变化建立关系模型，开发一些预测生态系统未来的模型，利用强大的机器学习能力，巨大的数据的搜寻能力，帮助决策者评估各种人类行动方案所产生的生态后果及补偿机制。

5结语

在科学技术日益进步的今天，生态领域的大数据时代已经来临，生态观测将迎来“数据洪流”，如何处理与有效利用这些数据已经成为亟需解决的关键问题。林业遥感数据是生态领域大数据中的一类数据，该数据可提取、凝练大量与生态系统有关的森林参数，用以具体刻度区域生态环境的时空特征变化。

铜仁地区森林资源丰富、物种多样，拥有巨大的生态优势。在依托生态优势的发展过程中应充分利用遥感（或“3S”技术）等技术手段，监测环境变化，实现对区域生态环境的保护；确定珍稀濒危树种的遥感分布，绘制温度、湿度、空气负离子浓度时空图谱，彰显区域生态特色，增强旅游吸引力，为经济发展做出贡献；整合多元数据，分析生态环境时空变化，维护区域生态系统安全与稳定，促进区域社会与环境协调、友好、健康发展。

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